Als neu ernannter "Volkskommissar des Äußeren" hatte nun Trotzki die Aufgabe den Frieden mit den Mittelmächten einzuleiten. Am 26.Oktober 1917 (bzw. am 8.November nach gregorianischem Kalender) richtete er eine Aufforderung zum Verständigungsfrieden an Deutschland, bei dem Russland aber keine wirklichen Gebietsverluste erleiden sollte.
Am 3.Dezember begannen die Verhandlungen über einen Waffenstillstand, die am 5.Dezember eine 10 tägige und am 15. Dezember eine vierwöchige Waffenruhe zum Ergebnis hatten. So konnten am 22.Dezember die Friedensverhandlungen beginnen, bei denen Deutschland entschiedene Forderungen nach Polen, Litauen und Kurland erhob.
Nachdem Trotzki diese Bedingungen abgelehnt hatte, kam es zu einem erneuten Einmarsch deutscher Truppen am 18.Februar 1918 in Livland und Estland. Daraufhin gab Russland noch am gleichen Tag seine Einwilligung zu den Gebietsabtretungen, da kein stehendes Heer mehr zur Landesverteidigung zur Verfügung stand. Doch die OHL reagierte nicht und nutzte die Schwäche um die Soldaten weiter marschieren zu lassen.
Erst nachdem es am 21.Februar zu Kämpfen zwischen deutschen Truppen und der eilig aufgestellten "Roten Armee" gekommen war, erklärte sich Deutschland am 23.Februar zu erneuten Verhandlungen bereit.
Die Besetzung der Ukraine am 3.März zwang schließlich Russland noch am selben Tag in Brest-Litowsk durch Unterzeichnung der Verträge, gegen die sich die SPD und die USPD im Reichstag ausgesprochen hatten, Deutschlands Friedensbedingungen anzuerkennen.
Estland, Livland, Kurland, Litauen und Polen fielen an Deutschland, was für Russland einen Bevölkerungsverlust von 25% bedeutete. Noch schwerer traf das Land der Wegfall von 75% der Montanindustrie.

Den Frieden an der Ostfront verbuchte Deutschland als eigenmächtig errungenen Sieg und stürzte sich daher mit neuem Selbstvertrauen in den Krieg gegen die westlichen Alliierten. Gut lässt sich dies am Beispiel der im selben Monat gestarteten Märzoffensive festmachen.